- 火星救援中的核电池 - 展现火星环境与地球的差异 - 宇航员马克在火星的生存经历 - 孤独度过549昼夜 - 使用放射性同位素温差核电池 - 抵御零下130多度的低温 - 核电池的基本概念 - 放射性同位素温差核电池定义 - 利用塞贝克效应将衰变热能转化为电能 - 关键词:衰变热能、塞贝克效应 - 历史应用 - 自1961年起,美国NASA已应用于20多个空间飞行器 - 火星救援中的情节基于真实技术 - 核电池的工作原理 - 衰变热能的来源 - 放射性同位素衰变释放热能 - 塞贝克效应的发现 - 两种金属导线在温差下产生电流 - 半导体材料增强效应 - 温差产生电流的物理机制 - N型半导体中电子从热端向冷端扩散 - P型半导体中空穴形成相反电势 - 动态平衡实现电能转化 - 核电池的结构组成 - 四个主要部分 - 放射性同位素作为热源 - 热电材料用于热能到电能的转换 - 外壳封装放射源并保护内部材料 - 散热片维持温差 - 内部温度分布 - 同位素热源温度可达1000摄氏度以上 - 散热片温度降至300到400摄氏度 - 辐射防护与安全性 - 钚238作为热源的特点 - 阿尔法衰变放射源 - 射线无法穿透金属外壳 - 潜在风险 - 若泄漏可能对人体造成致命伤害 - 半衰期长达88年 - 核电池的应用领域 - 航天领域的优势 - 高功率、长寿命 - 不依赖太阳光,适用于深空和深海 - 实际案例 - 美国火星车持续工作多年 - 中国嫦娥3号探测器熬过月球寒夜 - 日常生活中的潜在应用 - 手机等设备的长期供电设想 - 课堂互动与作业 - 塞贝克效应的多选题练习 - 正确答案为A C D - 课后作业 - 查阅文献探讨其他可用的放射性同位素 - 对比钚238的优缺点